寬帶接入網(wǎng)綜合化論文

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摘要:分別就不同寬帶接入技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，對(duì)接入平臺(tái)綜合化的歷史進(jìn)程和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析、總結(jié)，對(duì)當(dāng)前最主要的寬帶綜合接入平臺(tái)—數(shù)字用戶線接入復(fù)用設(shè)備(DSLAM)的演變趨勢(shì)做了具體分析，最后介紹了部分可行的基于不同接入技術(shù)平臺(tái)的綜合運(yùn)用形式。

關(guān)鍵詞:寬帶接入網(wǎng)，接入復(fù)用器，接入網(wǎng)綜合化

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求劇增，寬帶接入技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。一方面，接入網(wǎng)的光纖化提供了一條擁有巨大帶寬的接入途徑，光纖到戶(FTTH成了接入網(wǎng)發(fā)展的理想目標(biāo)。但是，今天的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)告訴我們，接入網(wǎng)光纖化不是惟一的趨勢(shì)，接入網(wǎng)應(yīng)是各種技術(shù)的綜合，并將逐步向更高帶寬、更加經(jīng)濟(jì)、更加方便、更能區(qū)分服務(wù)并提供相應(yīng)服務(wù)質(zhì)量保證等方向發(fā)展。寬帶綜合接入平臺(tái)是全面滿足和適應(yīng)這種發(fā)展進(jìn)程的產(chǎn)物，也是近期接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。下面分別就不同寬帶接入技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)，以及接入平臺(tái)綜合化的歷史進(jìn)程和未來(lái)發(fā)展進(jìn)行分析、總結(jié)，并對(duì)當(dāng)前最主要的寬帶綜合接入平臺(tái)—數(shù)字用戶線接入復(fù)用設(shè)備(DSLAM)的演變趨勢(shì)做具體分析。

一、現(xiàn)有寬帶接入技術(shù)及其應(yīng)用情況

當(dāng)前紛繁的寬帶接入技術(shù)可劃分為有線接入技術(shù)和無(wú)線接入技術(shù)。其中，有線接入技術(shù)包括銅纜接入、光纖接入、混合接入、電力線接入;無(wú)線接入技術(shù)包括固定無(wú)線接入(FWA)和移動(dòng)接入。

銅纜接入主要被擁有固定市話網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商，如中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通和中國(guó)鐵通等所采用，是國(guó)內(nèi)當(dāng)前最主要的寬帶接入方式，其中主要是ADSL;光纖混合同軸電纜<HFC)主要被廣播電視部門所采用，是北美地區(qū)主要的寬帶接入方式，國(guó)內(nèi)則不然;移動(dòng)接入目前主要由中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通在使用，帶寬還很有限，而基于3G的移動(dòng)接入帶寬能力被看好;固定無(wú)線接入則可為以上不同運(yùn)營(yíng)商所采用;另外，電力線等新的接入方式被電力通信之類的新興運(yùn)營(yíng)商

所采用。

一、寬帶接入技術(shù)的演進(jìn)趨勢(shì)

1.技術(shù)演進(jìn)的幾個(gè)方面

1)向光纖化過渡

我國(guó)接入網(wǎng)骨干層的光纖化已經(jīng)完成，而接入層(配線層和引入層)的光纖化還處于起步階段，SDH和各類無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)相結(jié)合的傳輸技術(shù)比較經(jīng)濟(jì)，符合中國(guó)具體的網(wǎng)絡(luò)情況。應(yīng)當(dāng)首先實(shí)現(xiàn)光纖到路邊、光纖到小區(qū)和光纖到大樓，然后隨著通信業(yè)務(wù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷演變，逐步推進(jìn)光纖接入網(wǎng)的建設(shè)，擴(kuò)大光纖接入網(wǎng)的覆蓋范圍，縮短光纖接入網(wǎng)與用戶終端的距離。

(2)充分利用原有線纜并適度挖潛

寬帶接入在追求高帶寬的同時(shí)，還應(yīng)重視經(jīng)濟(jì)性、方便性，光纖接入雖然有巨大的帶寬，但目前還不具備經(jīng)濟(jì)性、方便性。反過來(lái)看，用戶網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)是以金屬線纜為基礎(chǔ)的，經(jīng)過多年的建設(shè)，存在大量的線纜資源，如固定電話雙絞線網(wǎng)、有線電視的HFC網(wǎng)、無(wú)處不在的電力線網(wǎng)等，u_其帶寬能夠滿足現(xiàn)有卞要業(yè)務(wù)的要求。在寬帶接入網(wǎng)建設(shè)的初期，應(yīng)充分利用基于這些線纜的接入技術(shù)，以節(jié)省投資，滿足快速發(fā)展的業(yè)務(wù)需求。電力線資源巨大，其寬帶應(yīng)用還剛剛起步，有待進(jìn)一步挖掘其潛力。C3>以固定無(wú)線接入補(bǔ)充有線接入網(wǎng)

固定無(wú)線接入方式提供業(yè)務(wù)快、組網(wǎng)靈活、易維護(hù)、初期投資少，而目_允許用戶在局域范圍內(nèi)慢速移動(dòng)，適于在農(nóng)村地區(qū)為散居人口提供經(jīng)濟(jì)的接入和應(yīng)急通信的接入，也可以作為城市改造區(qū)域的臨時(shí)接入手段;與FTTX+xDSL,FTTX+LAN等配合使用可以擴(kuò)大覆蓋范圍。C4)接入平臺(tái)的綜合化

ADSL接入平臺(tái)有其特有的優(yōu)勢(shì)，如基于現(xiàn)有的電話線并與模擬話音或ISDN共存，速率的不對(duì)稱性剛好滿足上網(wǎng)需求;與此同時(shí)，它也有很多劣勢(shì)，如在距離、速率、非對(duì)稱性等方而受到的限制。將ADSL與SHDSL,VDSL等不同的xDSL接入方式以及以太網(wǎng)接入方式納入同一接入系統(tǒng)平臺(tái)，能充分發(fā)揮不同技術(shù)的特點(diǎn)，并相互補(bǔ)充，這已成為當(dāng)前接入技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2.當(dāng)前接入網(wǎng)的發(fā)展策略

構(gòu)筑未來(lái)接入網(wǎng)的關(guān)鍵在于如何合理地處理各種寬、窄帶業(yè)務(wù)，寬帶網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建必須充分利用現(xiàn)有的龐大網(wǎng)絡(luò)，因而寬帶接入是演進(jìn)而非革命。從總的方向來(lái)看，F(xiàn)TTH仍然是長(zhǎng)期目標(biāo)，它卞要解決帶寬問題。與此同時(shí)，接入網(wǎng)傳輸?shù)腎P化以及基于同一平臺(tái)的各種業(yè)務(wù)的綜合接入也是接入網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)，是寬帶接入網(wǎng)滿足未來(lái)更高業(yè)務(wù)要求的技術(shù)保障。但是，當(dāng)前接入網(wǎng)建設(shè)中擺在第一位的是如何在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源基礎(chǔ)上啟動(dòng)光纖接入網(wǎng)，最大限度地節(jié)省投資并保證接入網(wǎng)能適應(yīng)通信業(yè)務(wù)種類和規(guī)模劇增的需要，以及能夠向未來(lái)寬帶接入網(wǎng)順利過渡。從技術(shù)和市場(chǎng)的角度來(lái)看，基于FT-TX+各類寬帶接入技術(shù)的方式是目前寬帶技術(shù)的卞要方式，是逐步向FTTH演進(jìn)的平滑過渡方式。而其中FTTX+xDSL和FTTX+LAN是目前技術(shù)比較成熟，市場(chǎng)也最為成功的寬帶接入方式。

由于寬帶接入市場(chǎng)規(guī)模巨大，不同的技術(shù)都在向?qū)拵Ы尤霛B透。卜一代網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的總趨勢(shì)，它是以IP為中心并支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)，對(duì)當(dāng)前的接入網(wǎng)來(lái)說(shuō)，可首先實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)腎P化，并逐步向卜一代網(wǎng)絡(luò)過渡。

隨著寬帶化的發(fā)展和不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相互融合，以及用戶對(duì)電信綜合業(yè)務(wù)的需求與日俱增，作為業(yè)務(wù)網(wǎng)和用戶之間橋梁的接入網(wǎng)，其光纖化、寬帶化和綜合化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。綜合化既可容納具有不同特點(diǎn)的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，滿足不同的業(yè)務(wù)需求，又可方便地實(shí)現(xiàn)向卜一代網(wǎng)絡(luò)的過渡。在寬帶接入網(wǎng)綜合化發(fā)展過程中，存在如卜幾個(gè)不同的發(fā)展階段:

1.早期的寬、窄帶兼容的綜合接入

以烽火通信的綜合寬帶接入系統(tǒng)IBAS為代表的綜合接入方案，是以SDH等成熟的光纖傳輸技術(shù)為承載平臺(tái)，支持以太網(wǎng)、數(shù)字視頻廣播(DVB)等寬帶接入和話音、ISDN等各種Nx64kbit/s速率的窄帶接入。

2.基于DSLAM的寬帶綜合接入

基于DSLAM設(shè)備的綜合化接入能力，實(shí)現(xiàn)ADSL,SHDSL,VDSL和LAN的綜合接入，是當(dāng)前寬帶綜合接入的卞流技術(shù)。

3.新的寬、窄帶兼容的綜合接入

以港灣網(wǎng)絡(luò)的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)產(chǎn)品IONS為代表的新一代綜合接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了窄帶電路交換和寬帶IP分組交換一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及寬、窄帶各類業(yè)務(wù)板的同框棍插，使寬、窄帶業(yè)務(wù)在卞控板上得以l聚，統(tǒng)一提供寬、窄帶上行接口，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)板交換與集中控制管理功能，不但可以提供窄帶話音和傳統(tǒng)的DDN/FR業(yè)務(wù)，還可以提供ADSL,VDSL,

SHDSL,LAN,WLAN等多種寬帶綜合接入手段。

所謂棍插即在同一背板的業(yè)務(wù)槽位上根據(jù)業(yè)務(wù)需要選擇插入ADSL,VDSL等不同的業(yè)務(wù)板卡，由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別板卡類型并作相應(yīng)處理。

4.卜一代網(wǎng)絡(luò)的綜合接入

卜一代網(wǎng)絡(luò)具有開放、分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和豐富多樣的綜合接入承載手段，是實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和圖像綜合接入的理想承載平臺(tái)。就目前來(lái)說(shuō)，基于軟交換的卜一代網(wǎng)絡(luò)還處于試驗(yàn)階段，其綜合接入設(shè)備功能還較簡(jiǎn)單，只提供Z接口和以太網(wǎng)接口。另一方而，如果基于前而寬、窄帶兼容的綜合接入平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟交換的支持，便可提供更豐富的接入方式。當(dāng)然，目前卜一代網(wǎng)絡(luò)的QoS,IP地址、流控/安全、協(xié)議互通、兼容性等尚不能完全滿足運(yùn)營(yíng)要求，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)正在制訂、完善之中，其實(shí)用性有待規(guī)模商業(yè)試運(yùn)營(yíng)的考驗(yàn)。

ADSL誕生之初正是ATM技術(shù)被看好之時(shí)，由于ATM被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)承載的理想平臺(tái)，特別是在帶寬受限時(shí)具有良好的性能，如可以讓時(shí)延敏感業(yè)務(wù)和大傳輸量業(yè)務(wù)共用一條帶寬受限鏈路，所以AD-SL在鏈路層也采用了ATM的信元格式。然而實(shí)際應(yīng)用時(shí)，對(duì)時(shí)延敏感的話音業(yè)務(wù)仍然采用模擬信號(hào)，大量其他信急(卞要是數(shù)據(jù),VoIP和Web視頻)在用戶端均以IP分組的形式存在，在ADSL線路上卻要以ATM信元來(lái)承載。因此，便引發(fā)了ADSLDSLAM結(jié)構(gòu)的演變:從端到端ATM模式到ATM內(nèi)核IP上行，再到IP內(nèi)核IP上行。與此同時(shí)，DSL技術(shù)也在不斷發(fā)展，如VDSL既能支持對(duì)稱業(yè)務(wù)又能支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)，目_最高卜行速率在300m距離時(shí)可達(dá)52Mbit/s;SHDSL則支持對(duì)稱業(yè)務(wù)，并可支持多線對(duì)方式，它們與ADSL具有很好的互補(bǔ)特性，并可共存于同一DSLAM平臺(tái)。另外，LAN的接入方式有著與用戶端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特有的一致性，隨著技術(shù)的發(fā)展也被納入DSLAM平臺(tái)。因此，基于DSLAM的綜合接入也伴隨著其結(jié)構(gòu)的變化而發(fā)展、變化。

1.DSLAM綜合接入技術(shù)的二個(gè)發(fā)展階段

(1>l};到端ATM模式的第一代DSLAM

基于當(dāng)初對(duì)ATM技術(shù)的依賴，從用戶駐地設(shè)備(CPE)到DSLAM的上行端口間的整個(gè)鏈路為端到端的ATM方式，對(duì)DSLAM來(lái)說(shuō)包括它的上、卜行鏈路和交叉連接均基于ATM來(lái)實(shí)現(xiàn)。DSLAM的組網(wǎng)只能是基于城域ATM網(wǎng)絡(luò)或提供ATM端口的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于早期的VDSL也是采用基于ATM的端到端模式，故可實(shí)現(xiàn)ADSL,VDSL及其他基于ATM端到端模式的DSL綜合接入平臺(tái)。

C2)ATM內(nèi)核IP上行的第一代DSLAM

隨著DSLAM的大量應(yīng)用，原有ATM網(wǎng)絡(luò)資源將很快耗盡，新建ATM網(wǎng)絡(luò)成木高、利用率低，而IP城域網(wǎng)絡(luò)資源豐富，端口成木低廉。為了適應(yīng)這種變化，并保留原有的核心技術(shù)，人們想到使ATM信號(hào)在DSLAM的上行端口前終結(jié)，經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換后直接提供IP上行端口，從而可經(jīng)IP進(jìn)行DSLAM組網(wǎng)。由于核心沒有變化，此時(shí)的DSLAM不僅具有第一代的所有功能，并增加了組網(wǎng)的靈活性，而目_棍插技術(shù)也進(jìn)一步成熟，即在單一機(jī)框的同一背板上可插入ADSL,VDSL,SHDSL等xDSL類型線路板，以滿足不同業(yè)務(wù)用戶的需要。

C3)IP內(nèi)核IP上行的第二代DSLAM

這里所說(shuō)的第二代DSLAM，更多地是強(qiáng)調(diào)技術(shù)的差別，從當(dāng)前應(yīng)用的情況來(lái)看，第一代和第二代DSLAM各有千秋:第_代DSLAM技術(shù)成熟，級(jí)聯(lián)方式豐富，可充分利用不同的網(wǎng)絡(luò)資源;第二代DSLAM以IP為核心，ATM分布式地在業(yè)務(wù)板上進(jìn)行終結(jié)，即在每個(gè)業(yè)務(wù)板上實(shí)現(xiàn)ATM信元的終結(jié)和每條永久虛連接(PVC)與虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)(VLANID)的一一映射，這種結(jié)構(gòu)特別有利于用于承載以太網(wǎng)的VDSL以及LAN的接入方式。就長(zhǎng)期的發(fā)展來(lái)看，IP內(nèi)核的DSLAM與網(wǎng)絡(luò)IP化發(fā)展的大趨勢(shì)一致，其固有的優(yōu)勢(shì)將日益凸現(xiàn)。

2.DSLAM結(jié)構(gòu)與綜合接入技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

DSLAM設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按照所采用的芯片組的不同而有所不同，其中一種典型的結(jié)構(gòu)是采用高速串行技術(shù)—低壓差分信號(hào)(LVDS)進(jìn)行背板互聯(lián)，由二類板卡分別實(shí)現(xiàn)上聯(lián)、核心處理和用戶連接，以及用各類輔助板卡實(shí)現(xiàn)其他連接。

3.DSLAM組網(wǎng)連接的綜合化

為了進(jìn)一步合理利用城域網(wǎng)傳輸，匯聚資源，滿足接入網(wǎng)擴(kuò)容的需要，需對(duì)DSLAM設(shè)備進(jìn)行合理組網(wǎng)。擴(kuò)容后的DSLAM對(duì)ATM端口的消耗很大，而運(yùn)營(yíng)商目前一般不再愿意對(duì)ATM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容。解決此問題的辦法有兩種:一是采用IP上聯(lián)的方式;一是根據(jù)各地DSLAM的帶寬需求和需級(jí)連的分支節(jié)點(diǎn)數(shù)，采用不同方式進(jìn)行級(jí)連，如基于ATM155Mbit/s進(jìn)行級(jí)連，也可基于ATM反向復(fù)用(IMA)的Nx2Mbit/s進(jìn)行級(jí)連，這里N根據(jù)連接需要取不同值，還可棍合ATM,IMA和IP進(jìn)行組網(wǎng)。

(5)加速WATM的研究

無(wú)線ATMCWATM:WirelessATM)是為那些需要帶有高性能音頻和視頻的高速數(shù)據(jù)通信的用戶而提出的一種解決方案。它可以提供高傳輸速率的多媒體通信業(yè)務(wù)，正好與3G的業(yè)務(wù)目標(biāo)一致。

無(wú)線ATM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將使無(wú)線寬帶接入的應(yīng)用成為可能，從而滿足人們對(duì)無(wú)線多媒體業(yè)務(wù)的需求。此外，采用ATM技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)好處是能方便地與B-ISDN/ATM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連互通。因此，在WCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中應(yīng)用WATM技術(shù)是非常有必要和有意義的。

目前的寬帶接入方式卞要是光纖技術(shù)與銅纜技術(shù)的結(jié)合，即采用FTTX+xDSL,FTTX+LAN或HFC的方式。隨著WLAN技術(shù)的成熟，以及信急產(chǎn)業(yè)部決定放開5.8GHz頻段作為無(wú)線上網(wǎng)頻段，5.8GHz和2.4GHz兩個(gè)頻段都可以用做上網(wǎng)頻段，各運(yùn)營(yíng)商可借助自己已有的寬帶城域傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，在寬帶擴(kuò)容中考慮提供ADSL+WLAN,FTTX+WLAN或FWA+LAN形式的無(wú)線寬帶接入業(yè)務(wù)，以增強(qiáng)寬帶接入的移動(dòng)性，滿足家

庭、企業(yè)對(duì)移動(dòng)接入的需求，免除室內(nèi)布線，實(shí)現(xiàn)有線與無(wú)線結(jié)合、移動(dòng)上網(wǎng)、多人共享帶寬等功能。此外，光纖接入、銅纜接入還可與電力線接入等形式實(shí)現(xiàn)綜合互補(bǔ)，以滿足未來(lái)業(yè)務(wù)的需求。

寬帶接入技術(shù)正在快速地向高帶寬、可管理、更經(jīng)濟(jì)、更方便、能提供一定服務(wù)質(zhì)量的方向發(fā)展，并向卜一代網(wǎng)絡(luò)靠攏。而接入網(wǎng)的綜合化能更容易地結(jié)合不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，更好地滿足業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，并能適應(yīng)向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演變。

從技術(shù)角度來(lái)看，ATM技術(shù)非常完善，無(wú)可挑剔。ATM是一種超前的技術(shù)，人們尚未意識(shí)到它能帶來(lái)的好處。

ATM技術(shù)使用固定長(zhǎng)度信元使打包、拆包時(shí)延相當(dāng)，減小了時(shí)延抖動(dòng)，并目_小信元長(zhǎng)度有效地降低了時(shí)延值。ATM在統(tǒng)計(jì)復(fù)用、流量控制、QoS和CoS等方而的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)于IP體制，是IP技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的保障。ATM技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)最有效的、最容易擴(kuò)展的組網(wǎng)技術(shù)，它擴(kuò)容方便、能保證QoS并具有動(dòng)態(tài)的用戶管理能力。

ATM技術(shù)不是過時(shí)了，而是以一種更務(wù)實(shí)的姿態(tài)進(jìn)入實(shí)用階段，對(duì)ATM技術(shù)的理解也應(yīng)在思想上更新。我們應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到ATM技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)，以及未來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景，加大對(duì)ATM技術(shù)的研究，避免長(zhǎng)期以來(lái)低水平的跟隨和重復(fù)，直接研究最有生命力、最容易取得獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。